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단조 란
단조는 재료, 일반적으로 금속 합금이 가열된 상태, 일반적으로 재결정 온도 이상에서 압축력을 가하여 모양을 만드는 소성 가공 방법입니다. 재료는 최종 형상의 네거티브인 다이에 배치된 다음 단조 해머 또는 프레스로 망치질하거나 압착됩니다. 열과 압력의 조합으로 인해 금속이 흐르고 다이의 모양을 취하여 강도, 연성 및 인성 증가와 같은 기계적 특성이 개선되고 표면 마감이 우수한 부품이 생성됩니다.
단조는 기어, 샤프트, 베어링 및 기타 기계 부품을 포함한 광범위한 제품을 생산하는 데 사용할 수 있습니다. 복잡한 모양, 고강도 및 우수한 표면 마감을 가진 부품을 생산할 수 있기 때문에 산업 및 항공 우주 부품 생산에 일반적으로 사용됩니다.
요약하면, 단조는 재료가 가열된 상태에서 압축력을 가하여 성형하는 소성 가공 방법으로, 복잡한 형상, 고강도, 우수한 표면 마감 및 향상된 기계적 특성을 가진 부품을 생산하는 데 사용됩니다. 그것은 일반적으로 산업 및 항공 우주 부품 생산에 사용됩니다.
재료 가열법
단조 전에 재료를 가열하는 데 사용되는 몇 가지 방법이 있습니다:
- 화염 가열 :이 방법에서 가스 또는 오일 버너의 불꽃이 금속을 향하여 원하는 온도로 가열됩니다. 이 방법은 상대적으로 저렴하지만 금속을 고르게 가열하지 않아 최종 제품에 변화가 생길 수 있습니다.
- 유도 가열 :이 방법에서 교류가 코일을 통과하여 금속을 가열하는 전자기장을 만듭니다. 이 방법은 금속을 빠르고 고르게 가열하여보다 일관된 최종 제품을 만듭니다.
- 저항 가열 :이 방법에서 전류는 금속을 통과하여 저항을 통해 열을 생성합니다. 이 방법은 상대적으로 저렴하지만 금속을 가열하는 데 시간이 더 걸리고 유도 가열만큼 고르게 가열하지 않을 수 있습니다.
- 용광로 가열 :이 방법에서 금속은 가스, 오일 또는 전기 일 수있는 용광로에서 가열됩니다, 이 방법은 큰 금속 조각을 가열하는 데 사용될 수 있으며 온도를보다 정확하게 제어 할 수 있습니다.
- 적외선 가열 :이 방법에서 금속은 적외선으로 가열됩니다. 이 방법은 금속을 빠르고 고르게 가열 할 수 있으며 종종 다른 가열 방법과 함께 사용됩니다.
선택된 방법은 특정 응용 분야, 조각의 크기, 원하는 최종 특성 및 사용되는 재료에 따라 다릅니다, 유도 가열은 금속을 빠르고 고르게 가열하기 때문에 강철 단조에 가장 일반적으로 사용되는 방법입니다.
요약하면, 화염 가열, 유도 가열, 저항 가열, 용광로 가열 및 적외선 가열과 같이 단조 전에 재료를 가열하는 데 사용되는 몇 가지 방법이 있습니다, 방법의 선택은 특정 적용, 조각의 크기, 원하는 최종 특성 및 사용되는 재료에 따라 달라집니다.
단조용 재료 종류
- 탄소강: 소량의 탄소를 포함하는 일반적인 유형의 강철. 비교적 저렴하고 강도와 연성 특성이 우수하여 광범위한 단조 응용 분야에 적합합니다.
- 합금강: 크롬, 망간, 니켈 또는 몰리브덴과 같은 하나 이상의 합금 원소를 포함하여 강도, 경도 및/또는 내식성을 향상시키는 강철 유형입니다. 항공 우주, 자동차, 석유 및 가스 산업에서 널리 사용됩니다.
- 스테인리스강: 높은 내식성을 제공하는 높은 비율의 크롬을 포함하는 강철 유형입니다. 식품 산업, 의료 및 화학 산업과 같이 고강도, 내식성 및 내열성을 요구하는 응용 분야에 일반적으로 사용됩니다.
- 알루미늄: 열전도율, 내식성 및 연성이 우수한 경량 금속입니다. 자동차 및 항공 우주 산업에서 일반적으로 사용됩니다.
- 구리 및 구리 합금: 구리는 우수한 전기 전도성으로 알려진 적갈색 금속입니다. 청동 및 황동과 같은 구리 합금은 구리와 다른 금속을 결합하여 만들어지며 우수한 강도, 내식성 및 우수한 기계 가공성과 같은 특성의 균형을 제공합니다.
- 티타늄 및 티타늄 합금: 내식성이 우수하고 중량 대비 강도가 높은 것으로 알려진 강하고 가벼운 금속입니다. 항공 우주, 의료 및 화학 산업에서 널리 사용됩니다.
- 마그네슘 및 마그네슘 합금: 마그네슘은 가장 가벼운 구조용 금속으로 중량 대비 강도가 우수하고 가공성이 우수하며 감쇠 특성이 뛰어난 것으로 알려져 있습니다. 마그네슘 합금은 항공 우주 및 자동차 산업에서 일반적으로 사용됩니다.
- 니켈 및 니켈 합금: 니켈은 우수한 내식성, 고강도 및 인성, 우수한 열 및 전기 전도성으로 알려진 은백색 금속입니다. Inconel 및 Monel과 같은 니켈 합금은 항공 우주, 화학 및 석유 화학, 발전과 같은 광범위한 응용 분야에서 사용됩니다.
- 공구강: 경도, 내마모성 및 날카로운 절삭날을 유지하는 능력으로 알려진 강철 유형입니다. 마모와 응력이 높은 도구, 다이 및 기타 부품을 만드는 데 일반적으로 사용됩니다.
- 귀금속: 금, 은 및 기타 귀금속은 우수한 전기 전도성, 내식성 및 미관을 위해 사용됩니다. 보석류, 전자 부품 및 기타 장식품에 일반적으로 사용됩니다.
단조용 공구 및 기계 종류
- 드롭 해머: 중력을 사용하여 작업물에 타격을 가하는 기계식 단조 해머. 일반적으로 크고 무거운 부품을 단조하는 데 사용되며 공기, 증기 또는 전기로 구동될 수 있습니다.
- 파워 해머: 모터를 사용하여 공작물에 타격을 가하는 기계식 해머. 그것은 일반적으로 더 작은 부품을 단조하는 데 사용되며 공기, 증기 또는 전기로 구동될 수 있습니다.
- 프레스: 공작물에 압력을 가하기 위해 유압식 또는 기계적으로 구동되는 램을 사용하는 기계. 복잡한 모양의 부품을 단조하거나 동일한 부품을 대량으로 생산하는 데 일반적으로 사용됩니다.
- 압연기 : 한 쌍의 롤러를 사용하여 공작물의 두께를 줄이고 길이를 늘리는 기계. 일반적으로 시트 및 플레이트와 같은 크고 평평한 부품을 단조하는 데 사용됩니다.
- Upsetter: 공작물 직경을 늘리기 위해 램을 사용하는 기계. 일반적으로 샤프트 및 막대와 같이 단면이 축소된 부품을 단조하는 데 사용됩니다.
- 스웨이징 머신: 일련의 다이를 사용하여 공작물을 압축하여 성형하는 기계.
- 단조 롤: 롤러를 사용하여 공작물을 압축하여 모양을 만드는 기계.
- 마찰 프레스: 열과 압력을 사용하여 공작물을 압축하여 모양을 만드는 기계입니다. 기어와 같은 복잡한 형상의 단조 부품에 일반적으로 사용됩니다.
- CNC 단조 해머: 컴퓨터에 의해 작동되고 소프트웨어에 의해 제어되는 컴퓨터 수치 제어 해머. 매우 정밀하게 복잡한 모양을 만들 수 있습니다.
- 매니퓰레이터(Manipulator): 단조 공정 중에 공작물을 핸들링하는 데 사용되는 장치입니다. 원하는 모양을 얻기 위해 필요에 따라 공작물을 회전, 기울기 또는 이동하는 데 사용할 수 있습니다.
자유단조와 형단조
자유 단조는 금형을 사용하지 않고 망치와 모루로 공작물을 성형하는 공정입니다. 해머는 앤빌에 고정된 공작물에 타격을 가하는 데 사용됩니다. 해머와 모루는 일련의 타격으로 공작물을 성형하는 데 사용됩니다. 이 과정은 손 단조 또는 대장간으로도 알려져 있습니다. 오늘날에도 소규모 생산과 독특하고 독특한 부품을 만드는 데 여전히 사용되는 전통적인 단조 방법입니다.
반면 다이 단조는 공작물이 망치와 다이로 성형되는 공정입니다. 다이는 공작물에 압력을 가하여 모양을 만드는 데 사용되는 경화 도구입니다. 해머는 다이에 고정된 공작물에 타격을 가하는 데 사용됩니다. 다이는 일반적으로 공구강과 같이 공작물보다 단단한 재료로 만들어집니다. 이 공정은 폐쇄형 단조 또는 인상형 단조라고도 합니다. 이 단조 방법은 자유 단조보다 효율적이며 복잡한 형상의 정밀 부품을 대량 생산하는 데 사용됩니다.
자유 단조와 다이 단조 방법에는 모두 장점과 단점이 있습니다. 자유 단조는 독특한 부품을 만들 수 있는 다재다능한 방법이지만 다이 단조보다 효율성과 정밀도가 떨어집니다. 다이 단조는 보다 효율적이고 정밀하지만 생산할 수 있는 부품 유형이 더 제한적입니다.
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